切削液基础知识培训课件.ppt

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1、一、认识金属切削液1、金属切削液的定义金属切削液的定义：金属切削加工液（简称切削液）是在金属切削或磨削过程中的，用于润滑、冷却加工工件和刀具的液体，兼有清洗和防锈的功能。 属于广义的金属加工液范畴。2、金属切削液的作用金属切削液的作用：润滑、冷却、清洗、防锈（见金属加工和切削液与切削液的作用）3、金属切削液的发展金属切削液的发展：17世纪现代的切削油和水溶性切削液植物油、肥皂水苏打水菜籽油、硫化切削液、合成切削液18世纪19世纪现代4、金属切削液的分类（金属切削液的分类（1）：）：类型类型 原液油原液油含量含量% % 工作液乳化颗粒工作液乳化颗粒大小（微米）大小（微米） 工作液外工作液外观观特

2、点特点油基切削油100 透明良好的润滑性能、不同的粘度选择，适用于切削余量大、不能遇水的场合水基乳化液60-801.0 乳白色 传统产品，价格经济，稳定性差，寿命短，维护困难微乳化液10-300.1 1.0乳状浅蓝色多用途，应用广，综合性能好，稳定性较好，寿命长 0.050.1 半透明灰茶色 0.05 透明 合成液0 透明 主要用于冷却要求高的场合，如磨削4、金属切削液的分类（金属切削液的分类（2）：）：切削液切削液 油基 水基 植物油动物油矿物油纯矿物油（机械油） 混合油（矿+动，植物油）极压油（矿+EP剂+动，植物油）乳化油（液）微乳化液合成液5、金属切削液的外观、金属切削液的外观切削油（

3、切削油（100%100%浓度使用）浓度使用）乳化型切削液：乳化型切削液：原原 液液（左）工作液（右）（左）工作液（右）5、金属切削液外观、金属切削液外观半合成切削液：半合成切削液：原原 液液（左）工作液（右）（左）工作液（右）合成切削液：合成切削液：原原 液液（左）工作液（右）（左）工作液（右）辅助性能增强剂辅助性能增强剂抗氧剂抗油雾剂防锈剂抗泡剂着色剂/颜料香味剂加工性能添加剂加工性能添加剂满足边界润滑（天然油脂/合成酯/脂防酸）满足极压润滑（氯、硫、磷、锌）6、金属切削液的组成组成组成 乳化液乳化液% % 微乳化液微乳化液% %合成液合成液 % %矿物油 5080 1030 0润滑油性剂

4、050 520 520 润滑极压剂 050 020 020 表面活性剂 1335 2080 2080 防锈剂 05 530 530 防霉杀菌剂 03 03 03 消泡剂 00.5 00.500.5二、金属切削过程与切削液的作用 定义定义 ：刀具与工件相互运动、相互作用的：刀具与工件相互运动、相互作用的 过程。过程。切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本完成的过程区。完成的过程区。OA与与OM之间的区域就是之间的区域就是第第一变形区一变形区。第一变形区是金属切削变形过程中最大的变第一变形区是金属切削变形过程中最大的变形区，在这个区域内，金属将产生大量的切形区

5、，在这个区域内，金属将产生大量的切削热，并消耗大部分功率。此区域较窄，宽削热，并消耗大部分功率。此区域较窄，宽度仅度仅0.020.2。产生塑性变形的金属切削层材料经过第一变产生塑性变形的金属切削层材料经过第一变形区后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面处形区后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面处形成形成第二变形区第二变形区。在这个变形区域，由于切削层材料受到刀具在这个变形区域，由于切削层材料受到刀具前刀面的挤压和摩擦，变形进一步加剧，材前刀面的挤压和摩擦，变形进一步加剧，材料在此处纤维化，流动速度减慢，甚至停滞料在此处纤维化，流动速度减慢，甚至停滞在前刀面上。而且，切屑与前刀面的压力很在前刀面上。而且，

6、切屑与前刀面的压力很大，高达大，高达23GPa，由此摩擦产生的热量也，由此摩擦产生的热量也使切屑与刀具面温度上升到几百度的高温，使切屑与刀具面温度上升到几百度的高温，切屑底部与刀具前刀面发生粘结现象。切屑底部与刀具前刀面发生粘结现象。二、金属切削过程与切削液的作用金属切削层在已加工表面受刀具刀刃金属切削层在已加工表面受刀具刀刃钝圆部分的挤压与摩擦而产生塑性变钝圆部分的挤压与摩擦而产生塑性变形部分的区域叫形部分的区域叫第三变形区第三变形区。切屑经。切屑经过刀刃钝圆过刀刃钝圆B点后，受到后刀面点后，受到后刀面BC段段的挤压和摩擦，经过的挤压和摩擦，经过BC段后，这部分段后，这部分金属开始弹性恢复，

7、恢复高度为金属开始弹性恢复，恢复高度为h，在恢复过程中又与后刀面在恢复过程中又与后刀面CD部分产生部分产生摩擦，这部分切削层在摩擦，这部分切削层在OB，BC，CD段的挤压和摩擦后，形成了已加工表段的挤压和摩擦后，形成了已加工表面的加工质量。所以说第三变形区对面的加工质量。所以说第三变形区对工件加工表面质量产生很大影响工件加工表面质量产生很大影响二、金属切削过程与切削液的作用加工材料时必须减少工具与工件之间的摩擦，及时带走加工区内因材料加工材料时必须减少工具与工件之间的摩擦，及时带走加工区内因材料变形而产生的热量。要达到这个目的一方面是通过开发高性能的工具材变形而产生的热量。要达到这个目的一方面

8、是通过开发高性能的工具材料，另一方面是采用性能良好的金属加工液。料，另一方面是采用性能良好的金属加工液。（1）润滑作用金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。 在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒工件及磨粒磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。 （2）冷却作用切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（或砂轮）、

9、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度（或流动性）有关。水的导热系数和比热均高于油，因此水的冷却性能要优于油。（3）清洗作用在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表

10、面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上，把它从界面上分离，随切削液带走，保持切削液清洁。 （4）防锈作用在金属切削过程中，工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外，在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时，也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序间防锈措施。为什么要使为什么要使用金属加工用金属加工液？液？选择合适的金属加工液能够：选择合适的金属加工液能够： 1

11、. 能降低切削温度能降低切削温度60150 2. 降低表面粗糙度降低表面粗糙度12级级 3. 减少切削阻力减少切削阻力15%30% 4. 成倍提高刀具和砂轮的使用寿命成倍提高刀具和砂轮的使用寿命 5. 把铁屑和灰末从切削区冲走把铁屑和灰末从切削区冲走 从而能提高生产效率和产品质量！从而能提高生产效率和产品质量！三、金属切削液的选用（1）按所用切削刀具类型划分加工方式：u刀具进行加工：锯、车、铣、刨、钻、较、镗、攻、拉等；u磨料进行加工：磨削、珩磨、研磨；u特殊加工：线切割、电火花。1、加工方式、加工方式三、金属切削液的选用（2）加工方式的不同要求1、加工方式、加工方式（2）加工方式的不同要求1

12、、加工方式、加工方式2、加工材料、加工材料(1）易切削材料 ： 铝、铝合金、镁锌合金、黄铜、铅青铜；(2）普通材料： 铜 、高强度青铜、铸铁、中、低碳钢；(3）难切削材料 ： 钛、镍；高合金钢、耐热钢、高速钢、不锈钢、高碳低合金钢：锰钢、镍铬钢、轴承钢、碳素工具钢、镍铬铜合金钢 等级等级 程度程度 相对可切削性相对可切削性% % 材料名称材料名称1 1易切削 大于300 铝合金镁合金巴氏合金等2 2很易削 250-300 锌合金 易切削黄铜等 3 3易削 160-250 Y12 易切削钢 黄铜等4 4不难削 100-160 45号钢 40硼钢 灰铸铁等5 5稍难削 65-100 锰钢 硅锰钢

13、铬锰钢 碳素2号钢等 6 6较难削 50-65 耐热钢 子氏体不锈刚 调质合金纲等 7 7 难削 15-50 奥氏不锈钢 钛合金 淬火钢 高锰钢 8 8极难削 小于15 高温合金钢等 3.选用步骤选用步骤第 一 步 ： 选 择（油基、水基）第二步：选择（种类） 鉴定结论安全卫生（冒烟起火）消防法废液处理措施的有无及处理能力加工工序机床切削液管理体制 限制项目润滑性抗粘度性渗透性冷却性其他切削液特性 加工方法要求精度被加工材料刀具材料切削条件 加工精度刀具耐用度防锈性清洗性切削液寿命废液处理性经济性其他判定项目 四、切削液的管理方法一：1、排空原液并清渣；2、Castrol Techniclea

14、n MTC机床清洗剂；0.5-2.0%，一般1%已经足够；3、不需要稀释，直接加入循环中的切削液或清水中；4、运转8小时以上；5、避免皮肤直接接触浓缩液。方法二：1、排空原液并清渣；2、用1%2%的切削液和0.1%0.3%的杀菌剂配制清洗液；3、开机循环1-4小时、1、系统清洗、系统清洗2、水溶性切削液的配制、水溶性切削液的配制 (1)首先测量槽体体积：长宽高，按要求确定配比浓度； (2)在液槽注入新水后，开启循环系统。按比例缓慢加入切削液（定量的）原液，使其完全混匀； (3)使用折光仪（糖量仪）测定浓度，使其达到规定的使用浓度； （4）进入加工。原液原液必须将原必须将原液加到水液加到水中！中

15、！3、水溶性切削液的日常维护外观外观每天检测，颜色变化、杂油污染、泡沫、异物侵入等状况气味气味每天检测有氧菌：无味或污水味厌氧菌：臭鸡蛋味真菌：发霉气味或稻草味浓度浓度每天检测，按规定控制在+/-1%实际浓度=折射仪读数*折光系数PHPH值值每天检测，PH8.59.5PH试纸、PH计折光仪PH试纸和PH计水硬度水硬度每周检测，试纸太硬：钙镁离子是切削液阴离子表面活性剂失效，乳化液分解，形成不溶于水的金属皂 太软：易产生大量泡沫表示方法：英国碳酸钙当量的PPM浓度(百万分之） 德国1dho=17.8PPM 法国1fho=10PPM细菌细菌每月检测或根据实际情况控制在105个/ML以下细菌在303

16、7宜繁殖霉菌在2030宜繁殖菌条4 4、水溶性切削液监测内容、水溶性切削液监测内容外观外观 稳定，均匀稳定，均匀 有条件有条件 每日每日一次一次 PHPH值值 大于大于8.28.2浓度浓度 按规定按规定 浮油浮油 小于小于2% 2% 泡沫泡沫 小于小于2ml/10min 2ml/10min 防锈性防锈性 铸铁铸铁 单片单片 2424小时小时 合格合格 叠片叠片 8 8小时小时 合格合格每月一每月一 次次（季节性强）（季节性强） 细菌含量细菌含量 小于小于10105 5/ /毫升毫升 氯离子含量氯离子含量 小于小于70ppm 70ppm 5、水溶性切削液实验室检测检测项目： 外观 游离油 PH值

17、 折光浓度 滴定浓度 总硬度 电导率 氯含量 菌含量 真菌6 6、PHPH值对金属加工液的影响值对金属加工液的影响1 12 23 35 56 67 78 89 9101011111212131314148.59.58.59.5理想理想的的PHPH值范围值范围锈、腐蚀、腐败锈、腐蚀、腐败和气味增加和气味增加皮肤过敏、着色皮肤过敏、着色增加，有色金属腐蚀增加，有色金属腐蚀细菌在PH 6.08.5适宜繁殖霉菌在PH 4.56.5适宜繁殖PH9时， 细菌，霉菌繁殖概率最低。7 7、水的硬度对金属加工液的影响、水的硬度对金属加工液的影响水的硬度的测定可分为水的总硬度的测定和钙、镁硬度的测定两种。总硬度的

18、测定是滴定Ca、Mg总量，并以Ca进行计算。后一种是分别测定Ca和Mg的含量。 世界各国对水的硬度表示方法不同。德国硬度是水硬度表示比较早的一种方法，它以度（o）为计，它表示是十万份水中含有一份CaO，即1L水中含有10mgCaO时为1o。通常根据硬度的大小，把水分成硬水与软水：8度以下为软水，816度为中水，16度以上为硬水，30度以上为极硬水。国内习惯上对水的硬度以PPM计，即1L水中含有1mgCaCO3定义为1PPM。德国度1o 约=17.86PPM。（1）、水硬度的测定和表示方法7 7、水的硬度对金属加工液的影响、水的硬度对金属加工液的影响（2）、水硬度的理想范围水质水质 50 100

19、 150 200 250 300 350 400 mg/L50 100 150 200 250 300 350 400 mg/L泡沫问题泡沫问题最佳最佳可以接受可以接受非常不稳定非常不稳定 理想的切削液用水水质硬度为理想的切削液用水水质硬度为100200PPM产生原因产生原因 处理方法处理方法 浓度偏低 添加原液，提高浓度 PH值降低 添加PH调整剂，提高PH值 细菌含量增高 添加杀菌剂进行杀菌处理 配制用水氯离子含量过高 应选用含氯量低的清洁水配制 氯离子含量增加 添加去离子水，部分更换 防锈添加剂减少 添加防锈成分（有条件的应经实验室小试确定） 金属颗粒影响 改善过滤效果 酸性污染/环境大

20、气 改善环境条件 操作前发生腐蚀 检查零件质量 1、锈蚀、锈蚀五、水溶性切削液常见问题及解决办法产生原因产生原因 处理方法处理方法 停机时间长 每日定时循环，加强通风，增氧 光照和通风不良 加强循环，通风，增氧 污染，杂物太多 避免污染，清洁系统 PH值降低 添加PH调整剂，提高PH值 监控不良 应及时添加杀菌剂 浓度太低 调整浓度 污水渗漏 排除污水渗入系统的途径 产生原因产生原因 处理方法处理方法 浓度太高 调整浓度 喷口压力过大 检查喷嘴，改善喷嘴压力 水质硬度低 提高水质硬度 系统清洗性能下降 适当添加消泡剂 细菌增加 进行灭菌处理 液位太低，泵产生空穴 提高液位到正常位置，清除空穴现

21、象 产生原因产生原因 处理方法处理方法 工件带入 解决泄露点，减少泄露 液压油泄露 人工除油 导轨油泄露 离心机除油 产生原因 处理方法 除渣和过滤变差或损坏 改善过滤和除渣系统 细菌繁殖 进行灭菌处理 水质硬度过高 使水软化 杂油过多 除油处理 外界 注意保持系统清洁 产生原因产生原因 处理方法处理方法 水质较硬 添加软水剂 切削液本身问题 六、切削液品牌介绍1、斯图尔特(Stuart美国）：美国品牌（德国血统），在轧制油（Rolling OIl ）比较突出，2008年年底被美国好富顿收购；2、壳牌（Shell英荷）：加工业业务已被豪富顿收购 。 油性金属切削加工油，包括壳牌万安（Macro

22、n）和凯利（Garia）系列产品； 水溶性金属切削加工液，包括壳牌Adrana、Sitala、Metalina和壮马士Dromus系列产品； 金属成型加工油（液）系列，包括壳牌Fenella系列产品； 金属淬火加工油（液）系列，包括壳牌Voluta系列产品； 防锈油（液）系列，包括壳牌Ensis系列产品。3、巴索（Blaser瑞士）：在军工类企业中运用比较多，注重环保，价格昂贵。4、好富顿（Houghton美国）：北美主要以钢铁行业为主，收购了壳牌的加工业业务。 5、奎克（Quaker美国）：采用合成配方，使用寿命较长。6、马斯特（Master美国）：在北美主要以汽车加工业为主。7、福斯（Fuchs德国）：在德国汽车加工行业较为突出。8、米拉克龙（Cimtech美国）9、汉赐达华（Hangsterfer美国）10、罗哥（Rocol英国）11、油英雄/欧海（Oel-held)12、加德士（Caltex法国）13、美孚（Mobil美国）14、洛斯（Locks新加坡）